Reparaturmechanismus für beschädigte Mucine gefunden

MÜNCHEN. Die Schleimhäute in Mund, Magen, Darm und im Augenbereich bilden eine Schutzschicht, um Reibung und das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Den Hauptbestandteil des Schleims bilden die sogenannten Mucine, die Wassermoleküle binden.

Sind die Mucine allerdings beschädigt, können sie diese Eigenschaft verlieren, erinnert die Technischen Universität München (TUM) in einer Mitteilung. Wissenschaftler um Professor Oliver Lieleg von der TUM haben einen Weg gefunden, die defekten Moleküle wieder zu reparieren (Advanced Materials Interfaces 2015, online 24. September).

Mucine bestehen aus einem Proteinrückgrat, an das Zuckermoleküle angeheftet sind. Diese Zucker haben die Fähigkeit, Wassermoleküle zu binden und den Mucinen ihre schmierenden Eigenschaften zu verleihen.

Die TUM-Wissenschaftler zeigten gemeinsam mit Forschern vom Massachusetts Institute of Technology und dem Unternehmen Johnson&Johnson, dass Mucine bei Verlust der Zuckeranteile nicht mehr ausreichend Wasser binden können.

Es gelang den Forschern aber, die beschädigten Mucine im Labor erfolgreich zu reparieren, indem sie den verlorenen Zuckeranteil des Moleküls durch synthetische Moleküle ersetzten.

Hierdurch wurden sowohl die Fähigkeit der Moleküle Wasser zu binden, als auch ihre Schmierwirkung wiederhergestellt. Bei dem künstlichen Molekül handelt es sich um Polyethylenglycol, an dem noch eine Lectingruppe als "Anker" angeheftet wurde.

Dieser Anker sorgt dafür, dass das Molekül an das defekte Mucin gebunden wird. Wurden die Reparatur-Moleküle in eine Lösung mit defekten Mucinen gegeben, gewannen diese ihre schmierenden Eigenschaften zurück.Die Ergebnisse können zu neuen Behandlungsmethoden für Patienten mit defekter Schleimbildung führen.

Einige Pathogene etwa greifen gezielt die Zuckermotive an den Mucinen an, um die Barrierewirkung der Mucin-Schicht zu schwächen.

"Eine denkbare zukünftige Anwendungsform der molekularen Reparaturmotive könnten ein Spray oder Augentropfen sein, so dass die defekten Mucine direkt auf der Schleimhaut wiederhergestellt werden", wird Lieleg in der Mitteilung zitiert. (eb)